Trabalho de Conclusão de Curso
Documento
Autoria
Unidade da USP
Data de Apresentação
Orientador
Banca
Fernandes, Tatiane Cristina da Costa
Carvalho, Breno Elias Brêtas de
Título em Português
Análise de robustez da estabilidade angular em sistemas de potência
Palavras-chave em Português
Sistemas elétricos de potência
Estabilidade a pequenas perturbações
Modos oscilatórios eletromecânicos
Técnicas de estimação modal
Prony
Cepel
Resumo em Português
Com a crescente utilização da energia elétrica nas mais variadas atividades, os sistemas elétricos de potência estão cada vez mais complexos, interligados e suscetíveis a variações de carga. Essas variações, também conhecidas como perturbações, mantém uma relação direta com o aparecimento de fenômenos relacionados à estabilidade: os modos de oscilação eletromecânicos. Nesse contexto, a aplicação de um controlador para aumentar o fator de amortecimento dos modos oscilatórios presentes no sistema é uma das medidas corretivas a serem tomadas. O estudo da estabilidade a pequenas perturbações é feito através da aplicação de técnicas de linearização, as quais podem ser baseadas em modelo (técnicas clássicas) ou em medidas. O método de Prony, técnica de decomposição modal baseada em medidas bastante usada ao longo dos anos, é utilizado nesse trabalho para a identificação dos modos eletromecânicos a partir de sinais provenientes da variação da frequência das máquinas síncronas. Assim, é feita a comparação entre os dois métodos de identificação dos modos oscilatórios utilizados na atualidade e ainda uma análise do impacto da variação do ponto de operação do SEP na aparição desses mesmos modos. A principal conclusão de comparação entre os métodos é que a decomposição modal depende de alguns parâmetros para ser aplicada com precisão (como a ordem e a janela de tempo), o que torna o método baseado em modelo mais confiável, desde que os parâmetros do sistema sejam conhecidos. Quanto ao impacto da variação do ponto de operação em relação ao comportamento dos modos eletromecânicos conclui-se que o primeiro e o terceiro modo são bem amortecidos para toda a faixa de operação, enquanto o segundo modo é instável para alguns pontos de operação do SEP.
Título em Inglês
Robust analysis of angular stability in systems power
Palavras-chave em Inglês
Electric power system
Small-signal stability
Electromechanical oscillations
Modal estimation techniques
Prony
Resumo em Inglês
With the increasing use of electric power in a wide variety of activities, electric power systems are increasingly complex, interconnected and susceptible to load variations. These variations, also known as perturbations, maintain a direct relation with the appearance of stability-related phenomena: electromechanical oscillation modes. In this context, the application of a controller to increase the damping factor of the oscillatory modes presents in the system is one of the corrective measures to be taken. The small-signal stability study is done through the application of linearization techniques, which can be model-based (classical techniques) or measurement-based. The Prony method, a modal decomposition technique measurement-based that has been widely used over the years, is utilized in this work to identify electromechanical modes based on signals from the frequency variation of synchronous machines. Thus, it is made the comparison between the two methods of identification of the oscillatory modes used in the present time and also an impact analysis of the variation of the operation point of the electric power system in the appearance of these same modes. The main conclusion of the comparison between these methods is that modal decomposition depends on some parameters to be applied accurately (such time window and order), which makes the model-based method more reliable as long as the system parameters are known. Regarding the impact of the variation of the operation point in relation to the behavior of the electromechanical modes it is concluded that the first and third modes are well damped for the entire operation range, while the second mode is unstable for some operating points of the electrical system.
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Data de Publicação
2018-01-17
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